上篇
第一章换流变结构
一、换流变概述
通常，我们把用于直流输电的主变压器称为换流变压器。它在交流电网与直流线路之间起连接和协调作用，将电能由交流系统传输到直流系统或由直流系统传输到交流系统。换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中换流、逆变两端接口的核心设备。
直流输电系统的接线方式有多种，目前常见的接线方式如图1-1所示。
两个六脉冲换流桥构成一个单极十二脉动接线，这两个六脉冲换
流桥分别由Yy与Yd联结的换流变压器供电。两个单极叠加在一起构成一个双极。每极所用的换流变压器可以由下述方式实现，两台三相双绕组变压器（一个Yy联结，一个Yd联结）或三台单相三绕组变压器（一个网侧绕组和两个阀侧绕组，一个Y接，一个D接）或六台单相双绕组变压器（三个Yy 单相，三个Yd单相）。由建设规模的大小及直流电压等级可以确定换流变压器的大致型式。选择不同的型式主要受运输尺寸的限制，其次是考虑备用变容量的大小，当然，备用变容量越小越经济。
当直流输送容量较大时可采用每级两组基本换流单元的接线方式，此种接线方式有串联和并联两种方式。如目前在建的±800kv项目即采用了串联方式，其基本接线原理见图2。
800（HY）
600（HD）
400（L Y）
200（LD）
图1-2
图1-3 单相双绕组换流变压器外形
图1-4 单相三绕组换流变压器外形
图1-5 云广±800kV项目高端（800kV）换流变压器外形
二、绕组的常见类型
换流变中的绕组按照其连接的系统不同，通常可分为连接交流系统的网绕组及调压绕组；连接换流阀的阀绕组。绕组的排列方式通常有以下两种：铁心柱→阀绕组→网绕组→调压绕组；铁心柱→调压绕组→网绕组→阀绕组。
1.网绕组
目前，我公司的网绕组主要采用轴向纠结加连续式结构。与传统的纠结或内屏连续式不同，轴向纠结采用特殊的阶梯导线绕制n个双饼构成n/2个纠结单元。纠结绕制和换位示意见下图。
2.阀绕组
阀绕组多采用特殊的内屏-连续式。与常见的插入电容式内屏连续式绕组不同，此种绕组在内屏部分的屏线与工作线融为一体，通过对屏线在不同位置进行断开来调节匝间电容。
3.调压绕组可根据实际情况选择双层圆筒、单层圆筒、螺旋式等。结构与普通变压器相同，不再赘述。
三、铁心及夹件系统的结构
换流变铁心为单相四柱式，两个心柱和两个旁轭，两个心柱上的线圈全部并联连接，每柱容量为单相容量的一半。铁心采用六级接缝，有效地降低接缝处的空载损耗和空载电流。全斜无孔绑扎结构，间隔一定厚度放置减震胶垫，以降低铁心磁滞伸缩而引起的噪声。
夹件为板式结构，上夹件无压钉结构，采用腹板下压块压紧器身；下夹件焊有导油盒，配合不同位置的导油孔，精确保证两心柱的各个线圈的油量分配。拉板下部采用挂钩结构与下夹件腹板咬合，上部为螺纹结构，在上夹件腹板内侧穿过上横梁锁紧固定。铁轭上下设置高强度钢拉带紧固。夹件系统整体结构简洁，避免了轴销、压钉结构所
图1-17 拉板与下夹件腹板咬合示意图
四、油回路
换流变的冷却方式为强油导向风冷。经由冷却器冷却后的变压器油，通过主管路在油箱短轴方向下部直接进入夹件导油盒内。通过导油盒上特定位置的导油孔经由导油垫块直接进入器身。在器身内部按照线圈端部绝缘结构布置的油路及线圈自身的油路设计自下而上流经器身后，在油箱顶部经主导油管进入冷却器。这种油直接进入器身，同时两柱各个线圈独立进油的结构，通过线圈端部的油路及线圈自身的油路设计，能够按照各线圈的损耗准确分配油量，达到较好的冷却效果。油回路示意可参见图1-18。
五、换流变与普通变压器的主要差别
由于换流变压器阀侧与直流相连，因此换流变压器不仅承受交流电压，而且还需要承受直流电压，这是造成换流变压器与普通电力变压器结构上不同的根本原因所在。由这一原因所导致的换流变与普通变压器的差别主要表现在以下几方面：
1.阀绕组承受的直流电压对绝缘设计的影响
额定工作状态下，阀绕组端部与地之间以及阀绕组与网绕组之间的主绝缘上长期承受直流电压；当系统发生潮流反转时，阀绕组所承受的直流电压也同时发生极性反转。换流变压器中长期持续受到的交直流叠加电场的作用以及以极性反转为代表的直流跃变电压的作用是换流变压器绝缘设计中应考虑的主要问题。
在交流电压和冲击电压作用下，绝缘结构内部各处的电压分布是由介电常数所决定的。由于油和纸的介电常数相差不大，电场同时分布在油和纸中。而在稳态直流电压作用下，油纸绝缘中的电场分布取
决于绝缘材料的电阻率。纸的电阻率比油高一个至几个数量级，因此
直流电场主要集中在绝缘纸中，此时，绝缘的弱点在纸板中。在结构
的处理上，要把握纸板中场强的大小，可以通过绝缘结构中纸板的配
置来改善电场的集中程度，同时要注意纸板的沿面爬电。
图1-19 稳态直流电压作用下主绝缘中等位线分布图
直流的极性反转试验可视为在稳定的直流电压作用下，突然施加
两倍的反向直流电压，此时，电场分布为直流电压下的分布与两倍反
极性阶跃电压下的分布的叠加，变压器油中的场强出现最大值，并很
快衰减至稳定直流电压作用下的场强，而纸板中的场强则低于其稳定
电极电极
变压器油纸③②
① 2U U
-U
曲线①为反转前电压分布
曲线②为反转后瞬间电压分布
曲线③为两倍反极性阶跃电压的分布
图1-20
由此可见，换流变压器中的电场分布要比普通变压器中的电场分布复杂得多。另外，影响直流场分布的主要技术指标—绝缘材料的电阻率又受温度、湿度、电场强度及加压时间等诸多因素的影响而在很大范围内变化，增加了不稳定性。
因此换流变压器的主绝缘较普通变压器而言要采用更多的纸板，组成油—纸隔板系统。其中的纸板不仅在交流场中承担分割油隙的功能；在直流场中，还有调节电阻分布，进而影响直流电场分布格局的作用。此外，换流变压器中阀侧引线及其与套管相接处的绝缘设计是另一个设计难点，这些部位的绝缘结构十分复杂，介质种类多，影响电场分布的因素也较多。事实上，在运行中和工厂试验时发生绝缘损坏的部位主要集中在这里。
2.直流偏磁问题
换流变压器在运行中由于交直流线路的耦合、换流阀触发角的不平衡、接地极电位的升高等多方面原因会导致换流变压器阀侧及交流网侧线圈的电流中产生直流分量，使换流变压器产生直流偏磁现象，从而导致换流变压器损耗、噪声都有所增加。因此直流偏磁问题在设计时必须给予充分的考虑。
3.高次谐波对损耗和温升的影响
换流变压器绕组负载电流中的谐波分量将引起较高的附加损耗，因为谐波的频率高，故单位谐波的附加损耗比单位基波的高。因此如何确定由谐波引起的损耗是确定换流变压器负载损耗和温升的中心
问题。
4.有载调压范围大，动作更频繁
为了补偿换流变压器交流侧电压的变化，换流变压器运行时需要有载调压。换流变压器的有载调压开关还参与系统控制以便于让晶闸管的触发角运行于适当的范围内，从而保证系统运行的安全性和经济性。为了满足直流降压运行的模式，有载调压分接范围相对普通的交流电力变压器要大得多。
第二章换流变组件
变压器组件是变压器重要组成部分，除变压器器身以外的部件统称为变压器组件。它们是确保变压器安全运行，变压器与其它设备连接的纽带。因此说，变压器组部件的质量关系到变压器能否安全可靠的运行。
一、温度传感器
1. 油面温度控制器
油面温度控制器是一种利用感温介质热胀冷缩来指示油浸式变压器内顶层油温度的仪表。它可以带有电气接点和远传信号装置，用来输出温度开关控制、报警、跳闸信号及温度模拟信号。
1.1 技术要求
a. 油面温度控制器的使用条件：
b. 工作的环境温度：-40~+60°C；
c. 温度的测量范围：0oC~150oC ，0oC~160oC；
d. 工作电压；AC.250V，DC.220V或DC.110V；
e. 测量精度等级为：1.5级；
1.2 对温包的技术要求：
a. 温包的额定耐受压力值为：1.6MPa，1min；
b. 温包外形尺寸不超过￠22.5mmX150mm；
c. 温包的安装螺纹为M27X2或G1B；
d. 温度控制器应能承受2500V，1min的工频耐压实验；
e. 温度控制器毛细管长度如无特定要求均为5米；
f. 温度控制器的开关接点应在20oC~140oC范围内任意设定而不超差；
g. 温度控制器的开关接点动作误差不超过±2oC；
h. 温度控制器的开关接点回程差应在10oC~14oC范围内
i. 绝缘电阻：在环境温度为40oC，相对湿度为90%条件下，测得的温度控制器开关接点与接地端子之间的电阻值不应小于20MΩ；
j. 耐震动性：温度控制器在频率为100Hz ，振幅为0.2mm的三维方向的条件下振动，其指针摆动幅值不大于2oC；
k. 温度控制器防尘，防水密封性能，在无特别指明时为IP55
2. 绕组温度控制器
绕组温度控制器是专门用于测量变压器绕组温度的一种仪表。绕组温度值是由变压器内顶层油温度值与热模拟单元给出附加温升值之和而获得的变压器绕组的平均值。它可以带有电气接点和远传信号
装置，用来输出温度开关控制、报警、跳闸信号及温度模拟信号。
2.1技术要求
a. 绕组温度控制器的使用条件：
b. 工作的环境温度：-40~+60°C；
c. 温度的测量范围：0oC~150oC ，0oC~160oC；
d. 工作电压：AC.250V，DC.220V或DC.110V；
e. 测量精度等级为：2.0级；
2.2 对温包的技术要求
a. 温包的额定耐受压力值为：1.6MPa，1min；
b. 温包外形尺寸不超过￠22.5mmX150mm；
c. 温包的安装螺纹为M27X2 或G1B；
d. 绕组温度控制器应能承受2500V，1min的工频耐压实验；
e. 绕组温度控制器毛细管长度如无特定要求均为5米；
f. 绕组温度控制器的开关接点应在20oC~140oC范围内任意设定而不超差；
g. 绕组温度控制器的开关接点动作误差不超过±2oC；
h. 绕组温度控制器的开关接点回程差应在10oC~14oC范围内
i. 绝缘电阻：在环境温度为40oC，相对湿度为90%条件下，测得的绕组温度控制器开关接点与接地端子之间的电阻值不应小于20MΩ；
j. 耐震动性：绕组温度控制器在频率为100Hz ，振幅为0.2mm 的三维方向的条件下振动，其指针摆动幅值不大于2oC；
k. 绕组温度控制器防尘，防水密封性能，在无特别指明时为IP55；
二、气体继电器
气体继电器是油浸式变压器，电抗器等采用的一种保护装置。当变压器内部故障而使油分解产生气体造成油流冲动时，使继电器的接点动作，并发出报警信号或给出切除变压器信号。
1．常用型号及规格
表2-1
储油柜一端稍高，但倾斜度不超过4%；
d. 工作电压；AC.250V，DC.220V或DC.110V；
e. 管路内径：25，80 mm；
f. 继电器的接点在表2-2规定的工作条件下，应能承受不少于
1000次的通断试验，且试验后接点无烧痕和不良接触现象发生；
表2-2
g. 继电器接点在下列条件下应可靠动作：
h. 当继电器内聚集的气体超过250ml时，报警接点应动作。
i. 当继电器内油流流速超过1.0m/s(QJ-25型)或1.5m/s(QJ-80型)时，跳闸接点应动作。流速偏差≤0.1m/s。
j. 继电器应能承受2500V，1min的工频耐压实验。
k. 继电器应有取气塞，视察窗，探针，接线盒。油速标尺等。
l. 当继电器连到注满油的管路上时，在油温度为90°C的条件下，应能承受200kPa压力试验且无渗漏。时间不少于24小时。
m. 以继电器油流流速反方向冲击三次，继电器内的零部件不得产生变形，位移和损伤。
n. 抗震动能力：
地震：2g(峰值)/频率5Hz；
振动：1g(峰值)/频率16-720Hz；
冲击：10g(峰值)/冲击时间10ms;
o. 继电器防尘，防水密封性能，在无特别指明时一般为IP54。
三、油流继电器
油流继电器是一种监视油流量、方向变化及油泵工作状态的报警
信号装置。该产品可用来监视强油循环风冷却器和强油循环水冷却器的油泵运行情况，同时也可监视油泵是否反转、阀门是否打开、管路是否有堵塞等情况，当油流量减少到一定数值时发出报警信号。
1. 主要结构
油流继电器主要由联管和流量指示器本体两部分组成。流量指示器本体主要由传动部分、电气部分和指示部分组成，具体结构见下图。
图2-4 油流继电器结构示意图
2. 工作原理
当变压器油泵启动时就有油流循环，油流量达到额定油流量约3/4时挡板被冲动，而和挡板在同一轴上的磁铁也随着旋转，旋转着的磁铁带动隔着薄壁的另一个指示部分磁铁同步转动，当挡板被冲到85°位置时，使微动开关的常开接点闭合，发出正常工作信号，指针指向“流动”位置。如果油流量减少到额定油流量的约1/2时，挡板
借助弹簧作用力返回，耦合磁铁也跟着返回，使微动开关的常开接点打开，发出故障报警信号。
3．技术要求
a. 工作的环境温度：-30~+40℃；
b. 相对湿度：当空气温度为+25℃时相对湿度不大于90%；
c. 工作电压；AC.250V，DC.220V或DC.110V；
d. 管路内径：80 、150、250、300、350mm。
e. 油流继电器的接点在表2-3规定的工作条件下，应能承受不少于1000次的通断试验，且试验后接点无烧痕和不良接触现象发生。
表2-3
f. 油流继电器应能承受2500V，1min的工频耐压实验。
g. 油流继电器应有温度计座、放油阀等。
四、压力释放阀
压力释放阀是油浸式变压器，电抗器等采用的一种保护装置。当变压器出现内部故障时，由于绕组过热，使一部分变压器油汽化，变压器油箱内部压力迅速增加时，压力释放阀迅速动作，保护油箱不变形或爆裂并给出切除变压器信号。
1.常用型号及规格
换流变压器与交流系统的主变压器比较 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1>包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在较优的状态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1 换流变压器的特点以及对保护带来的影响
1.1 短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路，为了将换向过程中的电流限制在一定范围内，换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大，会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小，因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2 直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下，在一些运行工况下会有直流电流流入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线方式等，使地电位发生变化，造成直流电流流入变压器原边绕组，使换流变压器发生直流偏磁，工作点偏移。如果此直流电流过大，会导致换流变压器铁心饱和，同时损耗和温升也将增加。因此，要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。 1.3 谐波 由于换流器的非线性，在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。对于换流变压器，主要会流过特征谐波电流，即p*n 1次谐波电流（p为脉波数，n为任意正整数）。在运行中，谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加，产生局部过热，发出高频噪声，还会使交流电网中的发电机和电容器过热，对通讯设备产生干扰。这些谐波电流应加以考虑，以免对保护装置造成影响。
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ-=2 2 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器；
按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
特高压换流变压器现场局部放电试验技术分析田丰 发表时间：2018-06-25T16:23:05.960Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：田丰 [导读] 摘要：特高压换流变压器现场局部放电试验的技术是很多电力部门比较热衷的话题。 （保定天威保变电气股份有限公司河北保定 071056） 摘要：特高压换流变压器现场局部放电试验的技术是很多电力部门比较热衷的话题。本文针对这个问题分析了特高压换流变压器现场ACLD试验、特高压换流变压器现场局部放电检测干扰源及抗干扰措施，以期望对特高压换流变压器现场局部放电试验提供借鉴和参考。 关键词：特高压；换流变压器；局部放电试验 1 引言 直流输电系统中的重要设备是特高压换流变压器，特高压换流变压器的运行状态直接对整个系统的安全性产生影响，换流变压器的安全运行状态主要取决于换流变压器本身的绝缘性能。通过现场的长时交流感应耐压试验可以对换流变压器本身的运输和绝缘缺陷进行检测，例如可以检测气泡、杂质和悬浮电位的放电缺陷等，这些项目的检测对换流变压器的安全运行是非常重要的。 2 特高压换流变压器现场ACLD试验分析 在进行特高压换流变压器现场ACLD试验的时候要对现场的干扰因素进行充分的考虑，因为试验现场电压高、环境复杂，某种程度来说现场的干扰因素是决定试验成功与否的重要条件。特高压换流变压器现场ACLD试验局部放电测试中要对干扰信号进行充分识别，对干扰信号的传播途径进行研究并制定出抑制干扰进行的策略。 本文主要根据±800kv换流变压器现场ACLD试验局部放电检测干扰信号进行研究，并根据试验中出现的情况制定出相应的抗干扰措施。±800kv直流输电工程主要包括HY和HD两个换流现场，是ACLD试验中的重要试验场地，其中HY换流变从阀侧加压。现场ACLD试验可以在很大程度上避免出现现场拆装的施工过程，不仅规避了风险同时节约了工程费用。本文中的实验采用的是JFD-4000局部放电系统进行多端测量。 3 特高压换流变压器现场局部放电检测干扰源及抗干扰措施分析 3.1 空间电磁波干扰分析 电力系统中的载波通信、高频保护信号和无线电广播等空间电磁波会产生高频正弦波对正常的波形产生干扰，这些干扰波往往具有固定的谐振频率和频带宽度，此次试验通过对局部放电检测仪设置软硬件滤波系统控制空间电磁波的干扰。软件内部设置的FIR可以通过滤波器和减法器等实现自动滤波的功能，硬件上设置的高通滤波器低通滤波档位可以实现滤波的功能。现场测量时需要根据局部放实来对系统的灵敏度和背景噪声进行测量，从而系统就可以选择合适的低频和高频滤波档位，来对测量中的干扰信号进行避开。这个过程不适宜选择宽度小的测量频带，因为过窄的测量频带对有效放电信号可以产生一定的忽略，因此在选择局部放电检测仪测量带的宽度时候一般不得小于100kHz。 通过这个过程将数据采集系统采集到具有局部放电信号和周期性干扰信号的输入列输入一系列的多通带FIR滤波器，最后输出的就是具有周期性的干扰信号，然后再使用减法器对干扰信号与输入列进行相减，从而是系统可以最大限度地避免干扰频率，最终输出局部放电信号。 3.2 电晕干扰分析 试验中的回路如果处于高电位的导电部分就会产生电晕放电现象，例如试验中使用的法兰、金属盖帽、试验变压器和耦合电容器的端部都是特别容易产生电晕的部分。另外，如果试验回路中如果有地方的连接处接触不良地方也是特别容易产生电晕的部分。电晕干扰的特点是会随着试验电压的升高而增大的，在局部放电检测中电晕干扰是非常明显的。 对高压端电晕放电的抑制的最好方法是选用合适的屏蔽环、罩、球等。检查所有的连接部位，从而保证连接处的接触良好从此来消除系统中的接触放电的现象发生。在选用屏蔽罩的时候要检验屏蔽罩的上部是否为半球形、下部是否为单环形。屏蔽双环必须由两个圆形的单环组成，并且屏蔽罩和屏蔽双环表面的最大强度不得大于1.5MV/m。屏蔽罩场的计算可以通过相应的公式来计算。 采用的高压导线和连接线按防晕设计中导线和连接的直径必须足够大，从而保证表面的最大场强不得大于1.5MV/m，这里场强可以采用原著对平板电机的场强计算公式来计算。 3.3 脉冲型干扰分析 脉冲型干扰在时域上是持续时间较短的脉冲信号，在频域上则是频率成分的款待信号，因而脉冲型干扰具有局部放电信号的大部分特征。因而在进行局部放电试验中，高频脉冲型干扰的波形和频率特征与放电脉冲极为相似，甚至在一般状态下很难区分，唯有使用三维图谱观察才能比较明显地对脉冲型干扰进行区分。高频脉冲型干扰大致可以分为三类：固定相位的脉冲干扰；与电压相位有时间相关规律的干扰；随机出现的干扰脉冲。脉冲型干扰在时域上呈离散型，针对这一特性应该采用时域开窗法来进行抑制，时域开窗也有硬件和软件之分，硬件方法主要有差动平衡阀和脉冲鉴别法。两者都是利用两个测量点之间的脉冲差来对外部干扰进行抑制。但是在实际应用中，由于进入两脉冲的脉冲干扰的来源和途径具有差异性，因而脉冲干扰在相位和幅值上的差别也是非常大的，因而采用的单一的方法是无法对所有脉冲干扰进行抑制的，可以采用超声波来进行识别提高识别的精确性。 随机干扰出现的相位、次数和量值具有很大的不确定性，并且非常容易出现相位错乱与局部放电相混合的现象，但是这种脉冲具有一个特点就是次数和零值与相位相当。在检测的时候直接对相位进行检测就可以起到很好的检测效果。 3.4 检测阻抗引起的干扰分析 在对换流变压器现场局部放电进行试验的过程中由于施加在变压器套管上的电压会很高，如果流经局部放电检测的阻抗电流较小就容易产生超过其本身的电流，在这种情况下就会引起检测阻抗的磁饱和，因此在测量电压时要检测阻抗内的磁饱和会产生谐波的影响。相关的试验证明这种谐波的幅值与所选用的检测阻抗的通流强度有关，如果系统选用的检测阻抗具有较大的调节上限，那么系统中能够通过的电流能力就强，产生谐波的可能性就越小。如果局部放电检测回路的灵敏可测性降低，那么检测就必须根据局部放电试验的具体情况来做相应的调整。 现场试验的时候应该根据试验回路的等效调节电容来选用测量阻抗，从而对局部放电信号进行排除，可以提高系统的抗干扰水平。如果测量回路的相关系数一经确定，测量回路的谐振电容就可以通过相应的公式来计算。根据所计算出来的电容公式来对系统的电感和电流
±1100kV直流换流变压器 一、产品简介 ±1100kV特高压直流输电技术是一个全新的电压等级，也是目前世界输电技术的最高点，而且新疆电网已经以750kV交流电压等级和西北电网联网，若实现交直流并行输电，网侧电压将采用750kV，阀侧电压将达到±1100kV。此产品将依托国家电网公司准东送出±1100 kV 特高压直流输电工程开发研制。 ±1100kV直流系统拟采用每极双十二脉动换流器“550kV＋550kV”串联的接线方案，如图1所示。额定直流电流:4750A。考虑投入备用冷却设备后、在当地最高环境温度下，直流系统的最大电流达到5000A。主回路考虑直流系统双极运行方式，1100kV直流额定输送功率 10450MW。 图1 “550kV＋550kV”换流器接线方案 换流变压器电气接线与每个12 脉动阀组相连的有6台换流变压器，图1中的“换流变HY”和“换流变LY”各3台，换流变压器的阀
侧绕组采用星形连接，“换流变HD”和“换流变LD”各3台，阀侧绕组采用三角形连接。从高压端到低压端换流变压器阀侧绕组连接方式依次为星形接线－三角形接线－星形接线－三角形接线。 二、技术介绍 （一）产品技术特点 1、节能、环保、高效。 目前，我国电力电压等级最高的直流输电项目为±800kV特高压直流输变电工程，但新疆能源基地距离中东部用电负荷中心超过2400公里，若采用±800kV特高压直流输电技术，电力外送损耗可能超过10%，因此，±1100kV直流输电技术，是我国实现远距离大容量输电的重大战略举措，更加节能、环保、高效。 2、传输容量大，建设成本降低。 ±1100kV直流输电与±800kV直流输电、两个±500kV直流输电比较： 1）输送容量大幅提升。 2）占地面积小。 3）输电线路造价低, 输电用电缆与±800kV相近，比±800kV总体输送容量高，比两个±500kV输电线路造价少一半。 3、结构环保 ±1100kV直流换流变压器产品采用全密封结构，变压器油无渗漏的特点，对环境无污染，符合国家环保政策的要求。 （二）技术难点及解决方案 1、±1100kV换流变压器运输 ±1100kV换流变按两种运输方式考虑： 1) 线圈等组部件分散运输到现场，在换流站附件建设组装厂房，现场组装换流变压器。 2）“水路+公路”运输方式，长度13.0m、宽度5.2m、高度5.2m、最大运输重量480吨。
第一章换流变结构 一、换流变概述 通常，我们把用于直流输电的主变压器称为换流变压器。它在交流电网与直流线路之间起连接和协调作用，将电能由交流系统传输到直流系统或由直流系统传输到交流系统。换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中换流、逆变两端接口的核心设备。 直流输电系统的接线方式有多种，目前常见的接线方式如图1-1所示。 图1-1 两个六脉冲换流桥构成一个单极十二脉动接线，这两个六脉冲换流桥分别由Yy与Yd联结的换流变压器供电。两个单极叠加在一起构成一个双极。每极所用的换流变压器可以由下述方式实现，两台三相双绕组变压器（一个Yy联结，一个Yd联结）或三台单相三绕
组变压器（一个网侧绕组和两个阀侧绕组，一个Y接，一个D接）或六台单相双绕组变压器（三个Yy 单相，三个Yd单相）。由建设规模的大小及直流电压等级可以确定换流变压器的大致型式。选择不同的型式主要受运输尺寸的限制，其次是考虑备用变容量的大小，当然，备用变容量越小越经济。 当直流输送容量较大时可采用每级两组基本换流单元的接线方式，此种接线方式有串联和并联两种方式。如目前在建的±800kv项目即采用了串联方式，其基本接线原理见图2。 800（HY） 600（HD） 400（L Y） 200（LD） 图1-2
图1-3 单相双绕组换流变压器外形 图1-4 单相三绕组换流变压器外形
图1-5 云广±800kV项目高端（800kV）换流变压器外形 二、绕组的常见类型 换流变中的绕组按照其连接的系统不同，通常可分为连接交流系统的网绕组及调压绕组；连接换流阀的阀绕组。绕组的排列方式通常有以下两种：铁心柱→阀绕组→网绕组→调压绕组；铁心柱→调压绕组→网绕组→阀绕组。 1.网绕组 目前，我公司的网绕组主要采用轴向纠结加连续式结构。与传统的纠结或内屏连续式不同，轴向纠结采用特殊的阶梯导线绕制n个双饼构成n/2个纠结单元。纠结绕制和换位示意见下图。
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能. 3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.2 单相变压器的空载运行 3.3 单相变压器的负载运行 3.4 变压器的参数测定 3.5 变压器的运行特性 隐形专家改编于2009-05
3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.1.1 基本工作原理和分类 一、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一 次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕 组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。 1 u 1 e 2 e 2u 1i 2 i Φ 1 U 2 U 1 u 2u L Z 1 2 12d Φe =-N dt d Φe =-N dt 只要(1)磁通有 变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的 目的。
二、分类 按用途分：电力变压器和电子变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器、壳式变压器、环形变压器。 按工作频率分：低频（工频）与高频变压器
3.1.2基本结构 一、铁心 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用厚为 0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成或卷绕而成。 二、绕组 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 三、胶心 胶心也可称骨架，用塑料压制而成，用来固定线圈。 四、固定夹 固定夹也可称牛夹，用铁板冲压而成，用来将变 压器固定在底板上。
编号：AQ-JS-02392 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 超高压直流系统中的换流变压 器保护 Converter transformer protection in UHVDC System
超高压直流系统中的换流变压器保 护 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 引言 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状
态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1换流变压器的特点以及对保护带来的影响 1.1短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路，为了将换向过程中的电流限制在一定范围内，换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大，会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小，因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下，在一些运行工况下会有直流电流流入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线方式等，使
±800kV特高压换流站换流变高压电气试验 摘要：本文详细介绍了±800kV特高压换流站中换流变的高压电气试验。 关键词：±800kV特高压换流站、换流变、高压电气试验 1引言 向家坝—上海±800kV特高压直流示范工程是“十一五”国家电网规划建设的金沙江一期送电华东直流输电工程，工程的建设符合国家能源战略，是进一步落实国家“西部大开发”战略，实现国家电网西电东送总体规划目标，促进资源优化配置的一项重要举措。也是“十一五”期间扩大川电外送规模，满足华东、华中用电需要的一项工程。向家坝-上海特高压直流示范工程是世界直流输电发展史上的里程碑工程，也是我国特高压输电技术的开创性工程。 ±800kV奉贤换流站工程换流部分采用双极、每极两个十二脉动换流器串联接线，电压配置为“400kV＋400kV”，双极共安装24台工作换流变（4个换流器单元，每极高、低端各1组），4台备用换流变（每极高、低端各备用1台），共28台。每极安装Yo-Y-12接线及Yo- -11接线的换流变各2组，每组换流变均由3台容量为297.1MVA的单相油浸式双绕组换流变压器组成，换流变压器采用BOX-IN的封闭安装形式，阀侧套管直接插入阀厅。 2换流变主要高压电气试验项目及方法 2.1 绕组连同套管的直流电阻测量 2.1.1 试验仪器：变压器直流电阻测试仪，测试电流40A。 2.1.2 试验接线： 2.1.3 试验步骤： 被测绕组 a. 检查试验接线。 变压器直流电阻测试仪 测试直流电阻接线图
b. 测量高压绕组在各分接位置的直流电阻。 c. 测量低压绕组直流电阻。 d. 记录数据同时记录变压器的上层油温。 2.1.4 数据分析： a. 相间的最大不平衡率小于2%。 b. 换算到同一温度下，与出厂值比较相应变化小于2%。 c. 最大不平衡率计算公式：（%）=（Rmax-Rmin）/Rave。 d. 温度换算公式：R1=(235+t1)R2/(235+t2) 2.1.5 安全注意事项： a. 测试导线应有足够的截面； b. 测量过程中不得操作变压器的分接开关； c. 测量时应认真记录绕组温度； d. 更换试验接线时，一定要先断开试验电源； e. 变压器本体及高、低压侧出线上禁止有人工作。 2.2 检查所有分接头的电压比 2.2.1 试验仪器：数字式变压器变比测试仪。 2.2.2 试验接线： 将变压器高低压绕组对应接入变比电桥的相应接线端子。 2.2.3 试验步骤： a. 检查试验接线。 b. 按变比测试仪的使用说明书正确操作。 c. 测量各分接位置的变比误差。 2.2.4 数据分析： 实测变比与制造厂铭牌数据相比无明显差别，且应符合电压比的规律；电压比的允许误差在额定分接头位置时为±5% 。 2.2.5 安全注意事项： a. 变压器高、低压侧测试线不能接反； b. 变压器变比测试仪应接地； c. 更换试验接线时，一定要先断开试验电源；
换流变压器
精品文档 一、换流变压器 1、定义： 换流变压器(Converter Transformer) 接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接，并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。 2、换流变压器在直流输电系统中的作用： （1）、传送电力；（2）、把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压；（3）、利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流；（4）、将直流部分与交流系统相互绝缘隔离，以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接，使得换相无法进行；（5）、换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用；（6）、对沿着交流线路侵入到换流站的雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。 3、换流变压器的特点及要求： （1）漏抗 以往由于晶闸管的额定电流和过负荷能力有限，为了限制阀臂短路和直流母线短路的故障电流，换流变压器的漏抗一般比普通电力变压器的大，一般为15－20%, 有些工程甚至超过20%。随着晶闸管的额定电流及其承受浪涌电流能力的提高，换流变压器的漏抗可按对应的容量和绝缘水平合理选择，阻抗相应降低，通常为12－18%，因此，设备主参数、绝缘水平、换流器无功消耗及能耗等都可相应降低，同时，换流器的运行性能也有所改进。 为减少非特征谐波，换流变压器的三相漏抗平衡度要求比普通电力变压器高，通常漏抗公差不大于2%。如果运输条件允许，工程多采用单相三绕组换流变压器结构，进一步减少十二脉动换流单元中换流变压器六个阻抗值的差别。（2）绝缘 换流变压器阀侧绕组和套管是在交流和直流电压共同作用之下工作的，由于油、纸两种绝缘材质的电导系数与介电系数之比差别很大，油纸复合绝缘中直流场强按电导系数分布，交流场强则按介电系数分布。当直流电压极性迅速变化时，会使油隙绝缘受到很大的电应力。在套管与底座的连接部分，由于绝缘结构复杂，这一问题最为严重。越接近直流两极的阀侧绕组对地电压越高，在设计时必然增大绕组端部与铁芯轭部的距离，使绕组端部的辐向漏磁和局部损耗增加，因谐波漏磁而引起的损耗则增加更多。作为阀侧绕组外绝缘的套管，其爬电距离要考虑到直流电压的分量，为了避免雨天时在直流电压作用下，由于不均匀湿闪而造成的闪络故障，一般阀侧套管均伸入阀厅。干式合成套管已得到实际应用。为了抗震，套管法兰盘处一般装有振动阻尼装置。（3）谐波 换流变压器漏磁的谐波分量会使变压器的杂散损耗增大，有时可能使某些金属部件和油箱产生局部过热现象。在有较强漏磁通过的部件要用非磁性材料或采用磁屏蔽措施。谐波磁通所引起的磁致伸缩噪声处于听觉较为灵敏的频带，必要时要采取更有效的隔音措施。（4）直流偏磁 换流器触发时刻的间隔不等，交流母线正序二次谐波电压和与直流线路并行的交流线路的感应作用等将在换流变压器阀侧绕组电流中产生直流分量；接地极入地电流引起的地电位变化会在交流侧绕组电流中产生直流分量，二者共 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究 摘要：随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展，直流输电已经成为了远距离大 容量输电的主要模式，直流输电已得到了越来越广泛的应用。在大电网时代，直 流输电不仅成为交流输电的一种有力补充，而且成为了电力系统中最具有重要经 济和技术意义的环节之一，成为了国内电力科研工作者研究的重要方向。换流器 是高压直流输电系统中最为关键、复杂且昂贵的元件，其故障形式和机理、保护 配置和原理与交流系统有着很大的不同。 关键词：特高压；直流输电；换流阀；短路保护；原理；分析 1导言 特高压直流输电系统以其更远的输送距离，更大的输送功率，更大区域的非 同步互联，更低的功率损耗，灵活的功率调节，更低的线路造价等优势而被越来 越多的应用在电力传输领域。特高压直流输电换流阀的本体，作为关键设备，其 运行稳定性、安全性、可靠性是通过设计、制造、安装、调试的全过程质量控制 才能得以实现的。特高压直流输电换流阀的安装过程，是换流阀从图纸和零部件 完成到实体阀的最后关键阶段，需要对整个安装过程中影响特高压换流阀性能的 关键节点进行合理控制，才能彻底保证特高压换流阀的优良品质，实现更好的长 期稳定运行。 2阀短路保护(VSCP)检测原理 为了保护换流阀免受由于换流变压器压器直流侧短路造成的过应力破坏，特 高压直流输电系统中均设置了阀短路保护;该保护主要通过测量换流变压器压器阀侧电流(IVY，IVD)和直流极母线电流(IDC1/2P)和中性线电流(IDC1/2N)，并计算出最大的换流变压器压器电流和最大的直流电流，正常运行时这2个值是平衡的。当 换流变压器压器阀侧电流幅值高于直流电流则可作为阀短路或其他相间短路的判据，在交流侧电流过大时，换流器被立即跳闸。 3特高压直流输电换流阀 特高压直流输电工程通常采用双极十二脉动换流器单元系统，电压等级在 ±800kV及以上，电流可以从4000A到最高6250A。该特高压双极直流输电系统包括2个完整的可独立输电的单极直流系统，即极1直流系统和极2直流系统。每 个完整的单极系统包含2个单极换流器单元，分别安装在整流换流站和逆变换流站。每个换流站内的单极换流器单元由2个12脉动阀组串联组成。一个阀厅仅 包含一个12脉动阀组。因此每个换流站共分四个独立阀厅，即极1高压阀厅、 极1低压阀厅、极2高压阀厅、极2低压阀厅。锡盟站换流阀设备由西安西电电 力系统有限公司自主制造，换流阀采用空气绝缘、水冷却的户内悬吊式双重阀结构。每个阀厅换流阀阀组由6个双重阀阀塔组成。根据电流流向不同，双重阀阀 塔分为2种结构，即电流上结构和电流下结构。阀侧星形接法的3相双重阀阀塔 是其中一种结构，阀侧三角形接法的3相双重阀阀塔是另一种结构。每个阀厅换 流阀阀组通过冷却水管、管母金具、光纤分别与换流阀冷却系统、换流变压器、 换流阀控制单元对应连接。在换流阀整体设计中，综合考虑了各种相关的复杂因素，如过电压与绝缘配合、阀电子电路单元抗电磁干扰、主回路电气件合理布局 和散热、换流阀的防火和抗震等要求、机械性能和电气性能要求、安装维护便捷 要求等，按特定装配工艺，将换流阀的各个组成部件通过标准化作业组装在一起，具有安装快捷，维护方便的特点，有效保证了换流阀和整个直流输电系统的稳定性、可靠性及安全性。
超高压直流系统中的换流变压器保护(新编版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0608
超高压直流系统中的换流变压器保护(新 编版) 引言 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状
态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1换流变压器的特点以及对保护带来的影响 1.1短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路，为了将换向过程中的电流限制在一定范围内，换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大，会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小，因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下，在一些运行工况下会有直流电流流入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线方式等，使
±800kV换流变压器关键技术研究 可行性报告 一、项目提出的目的及意义 在世界范围内，随着电力工业飞速发展，电力负荷的急剧增长，大型能源基地的建设和输电规模的扩大，电力和电工行业技术水平的提高，推动了特高压输变电技术的发展。 我国一次能源与生产力分布不均衡的格局决定了西电东送、北煤南运的能源流向。水能资源集中于西部和西南部地区，可开发容量占全国的82.9%；煤炭资源集中于华北和西北部地区，占全国的80%。西部地区的经济总量占全国18%，电力消费占22%；中部和东部沿海地区经济总量占全国82%，电力消费占78%。我国经济和社会的快速发展以及用电需求的迅速增长，使得电力供应和煤炭运输日趋紧张，电网的输电压力越来越大，实现电力资源在较大范围优化配置的任务十分紧迫。 当前电网建设面临的困难是：电力消费、装机成倍增长；500kV网络框架已相当密集，短路电流问题十分突出；站址、输电走廊越来越紧张；当前的联网方式、联网规模、输送能力都难以满足大电源集中开发实现远距离大容量输送的要求，更高一级电压输电技术的应用迫在眉睫。特高压输电工程的建设可以节省输电通道、减少占地，降低送电损耗，增加送电容量。大力推进西电东送、南北互济，实现全国联网，建立国家级电力市场，实现更大范围的资源优化配置。 发展特高压已成为我国一项重大技术装备政策，我国现已积累了多项±500kV直流输电工程的设计、建设和运行经验。750kV交流输变电示范工程也正在建设中。急需在±800kV直流特高压输电技术上有所突
破。作为国内仅有两家掌握±500kV直流输电工程设计的企业，特变电工沈变公司应义不容辞承担起这一攻关任务，因此，公司根据国家电网建设的需要，积极开展了特高压直流±800kV换流变压器基础研究和项目攻关，通过项目实施，最终形成适合特高压输变电设备的专有技术，拥有自主知识产权。同时，利用这些技术研制出合格的产品，实现特高压输变电设备国产化，产品推向国内市场，降低电网建设成本，进一步提升我国输变电制造业的整体水平。因此，该项目提出目的和意义重大。 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析 1. 国外发展概况 当今世界，各个国家电网的规模都向越来越大的方向发展，大电网、长距离输电、供电早已成为国际趋势。苏联、日本、意大利和美国等曾先后建成交流特高压输电工程及试验工程。前苏联从上世纪70年代末开始1150千伏特高压工程的建设，研制了变压器、电抗器、断路器等全套敞开式特高压设备，先后建成特高压线路2462公里，其中两段共900公里长的输电线路及3个特高压变电站从1985起相继投入商业运行，累计全压运行5年时间。日本自1973年开始研究特高压输电技术，从1990年至今共建成426公里同塔双回特高压输电线路，同时成功研制了全套1000千伏气体绝缘全封闭组合电器，在新榛名试验站累计进行全压考核近5年，运行情况良好。总体上看，经过30多年的研发，特别是国际上几个特高压工程的建设，特高压设备通过了型式试验，并投入试验或商业运行，经受了实际运行考验或长时间带电考核，解决了特高压设备的关键技术问题。 一段时期以来，国内对特高压电网存在巨大争议的一个重要原因就是前苏联和日本的特高压电网并未进入大规模的商业运行甚至降压运行。针对质疑，国际大电网会议秘书长科瓦尔曾说过“日本和前苏联的
基于新型换流变压器的直流输电系统设计 1 前言 换流变压器及滤波装置是直流输电系统中的重大技术装备。传统的换流变压器及滤波方案虽然广泛应用，但并不完善。传统滤波方案将滤波器安装于交流母线与换流变压器网侧绕组之间。这使得由换流器产生的谐波电流和无功电流均要通过变压器的网侧、阀侧绕组。这必然会在铁心和结构件中通过较强的谐波磁通，使得变压器绝缘强度加大，损耗增加，振动和噪声大。 针对上述问题，本文提出了一种新型换流变压器及其滤波系统，它是利用电磁感应原理在副边绕组间实现谐波磁势平衡的谐波抑制新方法，称之为感应滤波；分析了该滤波新方法的谐波抑制机理；在此基础上，对在建的新型直流输电系统平台的阀侧滤波器进行综合设计。 2 感应滤波的谐波抑制机理 现以图1所示中间引出抽头接单调谐滤波器的单相三绕组变压器为例，阐述利用变压器耦合绕组的安匝平衡作滤波机理的新型滤波方式。图中，1表示一次绕组，2表示二次延边绕组，3表示二次公共绕组，Ih 表示谐波电流源。箭头所示为谐波电流在变压器中的流通路径。 分析可知：在延边绕组2通过谐波电流影响下，公共绕组2和一次绕组1要感生相应的谐波电流，满足以下磁势平衡关系：W2Ih=W3Ih3+W1Ih1 （1） 式中：W1 一次绕组的匝数，W2 二次负载绕组的匝数，W3—二次滤波绕组的匝数。 如果延边绕组2 和公共绕组3 的安匝能保持平衡，则Ih1 =0，就不会在一次绕组感生谐波电流，从而使一次与谐波隔离开来，达到谐波屏蔽的目的。 由此可知，该种滤波方式的实现需要同时满足如下两个条件[3]： （1）图1 变压器二次绕组引出抽头接滤波器，目的是对谐波加以引流，为变压器耦合绕组2、3 的谐波安匝平衡作滤波方式提供前提。引流效果越好，利用耦合绕组的谐波屏蔽效果
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。
1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式 铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构 。 二、绕组 1.绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2.形式
浅谈国内换流变压器发展历程 1. 引言 众所周知，在直流输电系统中，换流变压器是最重要的设备之一，它不仅参与了换流器的交流电与直流电的相互变换，而且还承担着改变交流电压数值、抑制直流短路电流等作用。此外特高压换流变压器容量大，由其组成的换流站额定功率为5200～6400MW，额定电流为3250～4000A。换流变压器的额定电压分为±800kV、±600kV、±400kV、±200kV 四档，型式为单相、双绕组、油浸式，设备复杂，投资昂贵，单台平均突破4000万元。西门子公司提供向上线的±800kV换流变压器单台售价高达1亿元。因此，换流变压器的可靠性、可用率以及投资对整个直流输电系统起着关键性的影响。 2. 发展历程 2.1 三峡工程 我国换流变压器的研制与生产始于20世纪70年代末。当时，西安西电变压器厂（以下简称西变）为我国第一条自行设计的舟山直流输电线路成功地提供了±100kV换流变压器。80年代,西变结合葛上±500kV直流输电工程，引进了ABB公司的HVDC换流变压器的设计制造技术，在此基础上,西变承接了该工程使用的换流变压器全部设计和制造任务。 我国掌握换流变压器设计制造技术应该归功于三峡工程的建设。三峡工程开建前，我国并不具备三峡直流工程换流变压器的设计制造能力。为使国家重大装备制造的核心技术不再受制于别人，三峡建委决定三峡直流工程设备实行国际采购，并制定了“技贸结合、技术引进、联合设计、合作制造”的技术路线，运用国际招标的方式引进关键技术后消化吸收再创新，逐步实现我国换流变压器的国产化，同时选择我国最具优势的沈阳变压器厂和西安变压器厂作为引进技术的受让方。 西变合作生产三常线送端龙泉换流站±500kV单相双绕组、容量297.5MVA、电压比（525/3）/（210.4/3）kV的换流变压器（其中Y/Y联结和Y/D联结各一台）；沈变合作生产三常线政平换流站±500kV单相双绕组、容量283.7MVA、电压比（500/3×1.25%）/（200.4/3）kV的换
安全管理编号：LX-FS-A17585 超高压直流系统中的换流变压器保 护 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
超高压直流系统中的换流变压器保 护 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 引言 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。
换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。
变压器的基本工作原理Orga nize en terprise safety man ageme nt pla nning, guida nee, in spect ion and decisi on-mak ing. en sure the safety status, and unify the overall pla n objectives
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变压器的基本工作原理 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一、变压器的种类： 1. 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 2. 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式 变压器。 3. 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型 铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。 4. 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 5. 按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器 二、变压器工作原理： 变压器的基本工作原理是：变压器是由一次绕组、二次绕组和铁心组成，当一次绕组加上交流电压时，铁心中产生交变磁
通，交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势与在单匝上感应电动势的大小是相同的，但一次、二次侧绕组的匝数不同，一次、二次侧感应电动势的大小就不同，从而实现了变压的目的，一次、二次侧感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。 当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁动势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁动势达到平衡，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。 三、变压器的主要部件结构作用： (2) 变压器组成部件：器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置（即分接开关，分为无励磁调压和有载调压）、保护装置（吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜、净油器及测温装置等）和出线套管。 (3) 变压器主要部件的作用： （1）铁芯：作为磁力线的通路，同时起到支持绕组的作用。变压器通常由含硅量较高，厚度分别为0.35 mm\0.3mm\0.27 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁心分为铁